Скважинный расходомер

 

Изобретение относится к технике геофизических исследований и м.б. использовано при измерении параметров потока жидкости. Цель изобретения - расширение диапазона измерения и повышение надежности исследования. Расходомер содержит корпус 1 с измерительной камерой 2 и установленным в ней преобразователем, пакер(11)в с калиброванными отверстиями В и Г. В (Л со ел ел qb

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1357560 А1 (5g 4 Е 21 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. н аатоескомм свидктяльствм (54) СКВАЖИННЫЙ РАСХОДОМЕР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21-) 3988947/22-03 (22) 10.12.85 (46) 07.12.87. Бюл. В 45 (71) Уфимский нефтяной институт (72) Ю.Д.Коловертнов, С.Ф.Михайлов и Ш.Ф.Саитов (53) 622.241(088.8) (56) Габдуллин Т.Г. Оперативное исследование скважин. М.: Недра, 1981, с ° 85-87.

Авторское свидетельство СССР

В 726318, кл. Е 21 В 47/10, 1977. (57) Изобретение относится к технике геофизических исследований и м.б. использовано при измерении параметров потока жидкости. Цель изобретениярасширение диапазона измерения и повышение надежности исследования. Расходомер содержит корпус 1 с измерительной камерой 2 и установленным в ней преобразователем, пакер(П)В с калиброванными отверстиями В и Г. В

1357560 герметичном отсеке Д корпуса 1 размещен привод, кинематически связанHbN с П 6. Последний имеет датчик 10 перемещения, подпружиненный относительно П 6 пружиной 9 и жестко соединенный основанием 5 с камерой 2. Внутри II 6 установлен и перемещается вдоль. него дополнительный П 8 с калиброванными отверстиями В и Г. Основание 7 П 8 взаимодействует через щетку с датчиком 10, который через

Ъ шток 12 связан с П 8. Отверстия П 8 расположены ниже соответствующих . отверстий П 6 ° Когда расход жидкости не превышает верхнего предела диапа1

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и может быть использовано.при измерении параметров потока жидкости: расхода, вязкости, влажности, плотности. 5

Цель изобретения — расширение диапазона измерения и повышение надежности исследования.

На фиг. 1 представлен скважинный расходомер с открытым пакером для из- 10 мерения, на фиг. 2 — скважинный расходомер с закрытым пакером для спуско-подъемных операций.

Скважинный расходомер (фиг. 1) состоит из корпуса 1, внутри кото15 рого с возможностью перемещения относительно корпуса расположена измерительная камера 2, Внутри измерительной камеры расположен первичный преобразователь — турбинка 3, вторич- ный индукционный преобразователь 4, который преобразует число оборотов турбинки в электрический сигнал. Измерительная камера 2 соединена жест25 ко с основанием 5 пакера, на верхнем конце которого закреплены верхним концом пакерные пластины основного пакера 6, которые за счет эластичности формированы в нормально открытом состоянии. На основание 5 пакера 6 одета втулка — основание 7 дополнительного пакера 8 с закрепленными на нем пакерными пластинами"с калиброванными отверстиями, расположенного ниже основного пакера и подпружинен- 35 зона, П 8 с отверстиями В и Г находится в нижнем положении под дейст- вием пружины 9. В момент, когда отверстия В и Г не совмещены, вся жидкость направляется в измерительный канал к преобразователю 3. Если расход превысит верхний предел диапазона измерений, П 8 под действием напора жидкости сместится вверх, преодолев силу пружины 9. Отверстия В и Г начнут совмещаться, открывая путь жидкости. Степень открытия отверстия, т.е. смещение щетки относительно датчика 10, определяет расход жидкости через отверстия ° 2 ил. ного относительно основного пакера пружиной 9. Основание 7 дополнительного пакера 8 может взаимодействовать с датчиком 10 перемещения (например, реостатным), который расположен в герметичной камере А через щетку 11 и подвижно уплотненный шток 12. Чтобы компенсировать влияние давления,ос. нование 7 пакера 8 обеспечено другим подвижно уплотненным штоком 13 и гер1 метичной камерой Б. Отверстия В и Г, которые имеются соответственно у основного и дополнительного пакера, в исходном состоянии не совмещены. Основание 7 дополнительного пакера 8 лежит на упоре 14. Для открывания пакера использован привод пакера, который установлен в герметичном отсеке Д и состоит из электродвигателя

15, передачи 16 винт-гайка и уплотненного поршня 17.

Расходомер работает следующим образом;

Скважинный расхддомер опускают в скважину на каротажном кабеле. Пакер находится в сложенном состоянии внутри корпуса 1 (фиг. 2). После подачи по каротажному кабелю напряжения вращательное движение вала электродвигателя 15 преобразуется в поступательное передачей 16 винт-гайка.

Поршень 17 движется вниз, перемещая относительно корпуса 1 измерительную камеру 2 и основание 5 пакера 6. Выдвигаются иэ трубы корпуса 1 основной

1357560 пакер б и дополнительный пакер 8 и открываются от эластичности пластинок, так как они формированы в нормально открытом состоянии. Когда расход жидкости не превьппает верхнего 5 предела диапазона, дополнительный пакер 8 с калиброванными отверстиями находится в нижнем положении под действием пружины 9 на упоре 14. Отверстия В и Г не совмещены. Вся жидкость направляется в измерительный канал и расход измеряется турбинкой

3. Если же расход превысит верхний предел диапазона измерения, пакер

8 под действием скоростного напора, преодолея силу пружины 9, сместится вверх и отверстия В и Г начнут совмещаться, открывая путь жидкости.

Степень открытия отверстия, т.е. смещение щетки 11 относительно датчика 10 перемещения, определяет расход через отверстие. Общий расход находится по сумме расхода через измерительный канал и расход через отверстие пакеров. Закрытие пакера

25 производится путем передачи на двигатель напряжения обратной полярности, Пакеры 6 и 8 втягиваются в корпус 1.

Применение дополнительного пакера, 30 автоматически управляемого напором жидкости, позволяет избежать применения для него допо п.ительного привода, а также специальных средств измерения расхода для управления перемещением пакера. В качестве задатчика расхода используется пружина, начальное усилие сжатия которой выбрано с учетом исключения выброса прибора напором скважинной жидкости. Благодаря соединению дополнительного па кера с датчиком перемещения возмож-на количественная оценка жидкости, протекающей сквозь калиброванные отверстия. Это приводит к расширению

45 диапазона измерения за счет измерения как малых, так и больщих расходов жидкости, а за счет взаимного изменения положения калиброванных (сквозных) отверстий в основном и дополнительном пакерах, происходит изменение суммарного сечения истекания измеряемой жидкости. Суммарный измеряемый поток остается постоян-55

Преимущество предлагаемого расходомера по сравнению с известным заключается в следующем.

Допустим, скважина исследуется известным расходомером, у которого диапазон расширяется дистанционно открываемыми калиброванными отверстиями на монтаже пакера, но при непрерывной протяжке расходомера с открытым пакером, если исследование начинать с нижних работающих интервалов, где расход жидкости минимальный, диапазон пакера приходится настроить на малый расход, т.е. все калиброванные отверстия пакера закрыты. Жидкость проходит только через измерительный канал. Если в таком состоянии пакера (на минимальном диапазоне расхода) протягивать прибор до следующего интервала скоростным напором жидкости, произойдет выброс прибора. А это уже аварийная ситуация. Это может привести к поломке пакера, самого расходомера, бывают случаи завязывания каротажного кабеля на узел. При исследовании фонтанирующих скважин такой узел не пройдет через сальник. Расходомер с куском кабеля и узлом не разместится в лубри. каторе. Нижний конец расходомера останавливается на участке нижнего вентиля и его невозможно закрыть. Рас- ходомер можно достать из скважины, только задавив скважину соленой во-. дой. Для этого требуется аварийная бригада с задавочным агрегатом. Если даже считать вероятность аварии всего О, 1, от нее составит ущерб: работа аварийной бригады в течение примерно 5 ч (с поездкой туда и обратно) х 20 руб. (стоимость работы бригады за 1 ч), простой скважины около 5 ч Х х производительность скважины 2 м /чх х стоимость 1 мз нефти — 40 руб,; стоимость прибора 1000 руб. !000+100+

+400 = 1500 руб. при годовом объеме

100 исследований одним прибором величина возможного ущерба 1500 х 100 х х О, 1 = 15000 руб. т.е. получается большая сумма дополнительных расходов, С учетом этого можно подсчитать экономический эффект предлагаемого изобретения.

Кроме .того, повьппается точность измерения из-за повьппения коэффициента пакеровки пакера. У известного пакера фонарного типа и коэффициент пакеровки зависит от изменения диаметра колонны и может снизиться с 0,90 до 0,3. Диаметр пакера постоянный и при увеличении диаметра колонны сква1357560

Составитель Г.Маслова

Редактор С.Патрушева Техред М.Ходанич Корректор А.Тяско

Заказ 5976/30 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 жины появляется затор между пакером и колонной скважины. А в предлагаемый пакер — зонтичного типа, коэффициент пакеровки практически не зави5 сит от изменения диаметра колонны.

При изменении диаметра колонны стальные пластинки пакера повторяют эти изменения, пластинки пакера с манжетой всегда прижаты к колонке скважины. Стабильность коэффициента пакеровки позволяет повысить точность измерения. Формула изобретения

Скважинный расходомер, содержащий корпус с измерительной камерой с установленным н ней преобразователем, соединенной в нижней части с пакером, и подпружиненные клапаны, о т л ич ающий с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений и повышения надежности измерений, в измерительной камере выполнен герметичный отсек с эластичным уплотнительным элементом, а расходомер снабжен размещенным в герметичном отсеке датчиком перемещения клапана, причем пакер выполнен с калиброванными отверстиями, а клапаны выполнены в виде двуплечих рычагов с возможностью перекрытия снаружи калиброванных отверстий пакера, одно плечо каждого из которых проходит через эластичный уплотнительный элемент герметичного отсека и соединено с датчиком перемещения.